二项分布与泊松分布学习[转载]

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 1.泊松分布的概念

//对于Π很小,n趋近于无穷大时,为什么可以看成是二项分布的极限形式呢?在接下来,推导其公式时,会有一个将p=μ/n,的公式。

2.公式

3.从二项推导泊松

 

从图中看,每个时间段,有卖出3个的,有卖出2个的,有卖出1个的,就不再是单纯的“卖出、没卖出”了。不能套用二项分布了。

解决这个问题也很简单,把 T 分为20个时间段,那么每个时间段就又变为了抛硬币:

这样,T 内卖出7个馒头的概率就是(相当于抛了20次硬币,出现7次正面):

inom{20}{7}p^7(1-p)^{13}\

为了保证在一个时间段内只会发生“卖出、没卖出”,干脆把时间切成 n 份:

inom{n}{7}p^7(1-p)^{n-7}\

越细越好,用极限来表示:

lim_{n	oinfty}inom{n}{7}p^7(1-p)^{n-7}\

更抽象一点,T 时刻内卖出 k 个馒头的概率为:

lim_{n	oinfty}inom{n}{k}p^k(1-p)^{n-k}\

“那么”,老板用笔敲了敲桌子,“只剩下一个问题,概率 p 怎么求?”

在上面的假设下,问题已经被转为了二项分布。二项分布的期望为:

E(X)=np=mu\

那么:

p=frac{mu}{n}\

有了 p=frac{mu}{n}了之后,就有:

lim_{n	oinfty}inom{n}{k}p^k(1-p)^{n-k}=lim_{n	oinfty}inom{n}{k}left(frac{mu}{n}
ight)^k(1-frac{mu}{n})^{n-k}\

我们来算一下这个极限:

egin{align}lim_{n	oinfty}inom{n}{k}left(frac{mu}{n}
ight)^k(1-frac{mu}{n})^{n-k}&= lim_{n	oinfty}frac{n(n-1)(n-2)cdots(n-k+1)}{k!}frac{mu^k}{n^k}left(1-frac{mu}{n}
ight)^{n-k}\ &=lim_{n	oinfty}frac{mu^k}{k!}frac{n}{n}cdotfrac{n-1}{n}cdotsfrac{n-k+1}{n}left(1-frac{mu}{n}
ight)^{-k}left(1-frac{mu}{n}
ight)^nend{align}\

其中:

lim_{n	oinfty}frac{n}{n}cdotfrac{n-1}{n}cdotsfrac{n-k+1}{n}left(1-frac{mu}{n}
ight)^{-k}=1\

 //这里的化简确实是思路比较那啥,我是想不出来的。

lim_{n 	o infty}left(1-frac{mu}{n}
ight)^n = e^{-mu}\

所以:

lim_{n	oinfty}inom{n}{k}left(frac{mu}{n}
ight)^k(1-frac{mu}{n})^{n-k}=frac{mu^k}{k!}e^{-mu}\

上面就是泊松分布的概率密度函数,也就是说,在 T 时间内卖出 k 个馒头的概率为:

P(X=k)=frac{mu^k}{k!}e^{-mu}\

一般来说,令 mu=lambda ,所以:

P(X=k)=frac{lambda^k}{k!}e^{-lambda}\

//这里lamda也就是μ,也就是均值了!

对于这里的馒头的问题,一周卖出馒头的均值为:

计算样本均值:

overline{X}=5\

可以用它来近似:

overline{X}approxmu\

即可得到针对本题的泊松分布:

如果每天准备8个馒头的话,那么足够卖的概率就是把前8个的概率加起来,即K=8:

对于93%的情况是不缺货的。

4.二项与泊松

鉴于二项分布与泊松分布的关系,可以很自然的得到一个推论,当二项分布的 p 很小的时候(n很大时,那么就是使用泊松分布了),两者比较接近:

//图1中,当p较大时0.5,与泊松分布差异较大;对于图2,当p为0.08时,n也较大时,和泊松分布差异较小。

5.泊松分布的性值 

6.泊松分布的期望与方差

6.1期望

6.2方差

7.二项分布期望及方差证明

7.1常规证明期望

//感觉这个推导还是挺难的,让我手写我写不出来。目的就是把k给化掉。其中倒数第三个等号到倒数第二个等号之间的转换没有看懂。

7.2常规证明方差

就不放了,反正也看懂,就是D(X)=E(X^2)-(E(X))^2

7.3和的期望=期望的和

7.4独立变量的和的方差=方差的和

//这里不太明白为什么单个的方差=θ(θ-1).

原文地址:https://www.cnblogs.com/BlueBlueSea/p/10170693.html